ISO 9439 Ocena całkowitej biodegradowalności tlenowej związków organicznych w środowisku wodnym – badanie wydzielania dwutlenku węgla

Warunki opisane w niniejszej normie nie zawsze odpowiadają optymalnym warunkom zapewniającym maksymalną biodegradację. W tym systemie testowym dwutlenek węgla pochodzenia mikrobiologicznego jest mierzony w pułapkach, przez które przepuszczany jest gaz z naczyń testowych. Część dwutlenku węgla pozostaje w naczyniach w postaci rozpuszczonego węgla nieorganicznego, a jego stężenie może wzrastać w miarę postępu biodegradacji.

W miarę jak węgiel organiczny zbliża się do całkowitego usunięcia, stężenie rozpuszczonego węgla nieorganicznego stopniowo spada, dążąc do zera pod koniec inkubacji. Dlatego, aby w pełni zmierzyć poziom dwutlenku węgla wytwarzanego biogennie, konieczne jest zakwaszenie pożywki po zakończeniu testu.

Norma „ISO 9439 Jakość wody - Ocena całkowitej biodegradowalności tlenowej związków organicznych w środowisku wodnym - Badanie wydzielania dwutlenku węgla” opracowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO) opisuje metodę oceny całkowitej biodegradowalności związków organicznych przez mikroorganizmy tlenowe w środowisku wodnym przy danym stężeniu za pomocą oznaczania dwutlenku węgla.

Metodę tę stosuje się do związków organicznych, które posiadają następujące właściwości:

• Rozpuszczalny w wodzie w warunkach testowych. W tym przypadku, jako informację dodatkową, można określić stopień usunięcia rozpuszczonego węgla organicznego.
• Słabo rozpuszczalny w wodzie w warunkach testowych. W takim przypadku mogą być wymagane specjalne środki ostrożności, aby zapewnić dobrą dyspersję związku (np. norma ISO 10634).
• Nielotne lub mające pomijalną prężność par w warunkach badania (w przypadku substancji lotnych stosuje się na przykład normy ISO 9408 lub ISO 14593).
• Brak działania hamującego na mikroorganizmy testowe w stężeniu wybranym do badania. Obecność działania hamującego można określić zgodnie z niniejszą normą lub inną metodą określania działania hamującego związku na bakterie (np. normą ISO 8192).

Zasadniczo biodegradowalność związków organicznych przez mikroorganizmy tlenowe określa się za pomocą statycznego, wodnego układu testowego. Mieszanina testowa zawiera medium nieorganiczne, związek organiczny o stężeniu węgla organicznego od 10 mg/l do 40 mg/l jako nominalne jedyne źródło węgla i energii oraz mieszany inokulum pobrany z oczyszczalni ścieków lub innego źródła środowiskowego. Mieszaninę wytrząsa się w naczyniach testowych i napowietrza powietrzem wolnym od dwutlenku węgla, zazwyczaj przez okres do 28 dni.

Dwutlenek węgla powstający w wyniku rozkładu mikrobiologicznego zatrzymywany jest w zewnętrznych pojemnikach, oznaczany odpowiednią metodą analityczną, porównywany z ilością teoretyczną i wyrażany w procentach.

W przypadku związków wystarczająco rozpuszczalnych w wodzie, opcjonalnie można zmierzyć stopień usunięcia rozpuszczonego węgla organicznego, aby uzyskać dodatkowe informacje na temat ostatecznej biodegradowalności. Można to zrobić za pomocą podanej metody, ale w załączniku do niniejszej normy (Załącznik D) opisano przydatną procedurę, która pozwala na zastosowanie wyższych stężeń badanego związku i inokulum, zwiększając w ten sposób potencjał biodegradowalności badania. Jeśli dostępna jest metoda analityczna specyficzna dla danej substancji, można również uzyskać informacje na temat pierwotnej biodegradowalności.

Inkubację należy przeprowadzać w ciemności lub w rozproszonym świetle, w temperaturze od 20°C do 25°C, której wahania nie powinny przekraczać plus/minus 2°C w trakcie trwania badania.

Krótko mówiąc, norma ISO 9439 określa procedurę oceny całkowitej biodegradowalności tlenowej związków organicznych w środowisku wodnym poprzez pomiar dwutlenku węgla wytwarzanego podczas biodegradacji. Norma ta ma kluczowe znaczenie dla przemysłu i naukowców oceniających wpływ substancji chemicznych na środowisko, a w szczególności ich zdolność do naturalnego rozkładu w wodzie.

Niniejsza norma ma na celu ocenę stopnia degradacji związków organicznych przez mikroorganizmy tlenowe w środowisku wodnym. Metoda koncentruje się na wydzielaniu dwutlenku węgla jako głównym wskaźniku biodegradacji, odzwierciedlającym przemianę węgla organicznego w dwutlenek węgla i wodę.

Niniejsza norma ma zastosowanie do:

• Związki organiczne rozpuszczalne w wodzie.
• Związki o niskiej rozpuszczalności w wodzie należy rozpraszać, stosując specjalne środki dyspergujące (na przykład takie, jakie określono w normie ISO 10634).
• Związki nielotne lub związki o pomijalnym prężności par w warunkach badania.
• Związki, które nie hamują aktywności mikroorganizmów testowych przy wybranym stężeniu.

Głównym celem normy ISO 9439 jest określenie całkowitej biodegradowalności – czyli całkowitego rozkładu związku chemicznego na dwutlenek węgla, wodę i sole mineralne w wyniku aktywności mikrobiologicznej. Jest to szczególnie istotne dla oceny losu w środowisku substancji chemicznych, takich jak smary, surfaktanty, paliwa i produkty do higieny osobistej, oraz dla zapewnienia, że ​​nie będą one zalegać w ekosystemach wodnych.

Metodę badawczą ISO 9439 przeprowadza się w butlach z ciągłą wentylacją przez co najmniej 28 dni, stosując respirometrię do pomiaru produkcji dwutlenku węgla. Kluczowe etapy to:

• Konfiguracja testu: Próbka testowa jest wprowadzana do wodnego medium zawierającego mikroorganizmy tlenowe, zazwyczaj uzyskane z osadu czynnego lub podobnego materiału inokulacyjnego. System jest wentylowany powietrzem pozbawionym dwutlenku węgla, aby zapewnić dokładny pomiar dwutlenku węgla powstającego w wyniku biodegradacji.
• Pomiar dwutlenku węgla: Ilość uwalnianego dwutlenku węgla mierzy się okresowo, zwykle umieszczając go w roztworze (np. wodorotlenku sodu) i analizując go za pomocą miareczkowania lub innych metod analitycznych.
• Obliczanie biodegradowalności: Procent biodegradowalności oblicza się poprzez porównanie zmierzonej zawartości dwutlenku węgla z teoretyczną maksymalną zawartością dwutlenku węgla, która powstałaby w przypadku całkowitego rozkładu związku. Zapewnia to precyzyjny pomiar biodegradowalności.

Test ten został opracowany z myślą o szerokim spektrum związków, w tym o niskiej rozpuszczalności, które są nielotne i nie mają działania hamującego na mikroorganizmy. W przypadku substancji słabo rozpuszczalnych można zastosować techniki podobne do opisanych w normie ISO 10634, aby zapewnić odpowiednią dyspersję.

Norma ISO 9439 jest szeroko stosowana w naukach o środowisku i w kontekście regulacyjnym. Jest ona szczególnie ważna dla:

• Ocena bezpieczeństwa chemicznego: Norma ta jest zazwyczaj stosowana w celu spełnienia wymogów regulacyjnych dotyczących powiadamiania o substancjach chemicznych, takich jak ramy REACH w krajach Unii Europejskiej lub wytyczne OECD.
• Rozwój produktów: Branże zajmujące się produkcją produktów biodegradowalnych, takich jak tworzywa sztuczne, środki powierzchniowo czynne lub produkty do pielęgnacji osobistej, stosują tę normę w celu weryfikacji zgodności z wymogami ochrony środowiska.
• Ocena ryzyka dla środowiska: Test ten pomaga w ocenie ryzyka dla ekosystemów, pomagając ustalić, czy dany związek chemiczny będzie się utrzymywał w środowisku wodnym.

Zaawansowane laboratoria oferują usługi testowania zgodne z normą ISO 9439 dla branż, które chcą sprawdzić biodegradowalność swoich produktów.

Mimo że norma ISO 9439 jest skuteczną metodą, ma ona pewne ograniczenia:

• Wymagania dotyczące substancji nielotnych: Test nie nadaje się do oznaczania związków lotnych, ponieważ napowietrzanie może spowodować utratę substancji badanej i zafałszować wyniki. W przypadku substancji lotnych zaleca się stosowanie norm alternatywnych, takich jak ISO 9408 lub ISO 14593.
• Test inhibicji: Test zakłada, że ​​związek nie hamuje aktywności mikrobiologicznej. W przypadku podejrzenia inhibicji wymagane są dodatkowe badania (np. zgodnie z normą ISO 8192) w celu potwierdzenia przydatności związku do badań.

W związku z tym norma ISO 9439 stanowi kluczowe narzędzie oceny biodegradowalności tlenowej związków organicznych w środowisku wodnym. Poprzez pomiar wydzielania dwutlenku węgla, norma ta stanowi wiarygodną i znormalizowaną metodę oceny łatwości rozkładu substancji przez mikroorganizmy, dostarczając kluczowych danych dla ochrony środowiska i zgodności z przepisami.

Nasza organizacja, działająca od wielu lat i skrupulatnie śledząca globalny rozwój nauki i technologii, zatrudnia zespół doświadczonych specjalistów i dysponuje szeroką infrastrukturą do przeprowadzania testów, pomiarów i analiz w szerokim zakresie dziedzin dla firm ze wszystkich sektorów. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie z normą ISO 9439: Jakość wody – Ocena całkowitej biodegradowalności tlenowej związków organicznych w środowisku wodnym – Badanie wydzielania dwutlenku węgla.